STV 18 AGO 2008 1 A IMAGEM DE TELEVISÃO a televisão, basicamente, reproduz imagens estáticas a seqüência dessas imagens, em rápida sucessão, nos dá a sensação de movimento cada uma das imagens, ou quadro, é formada de pequenas áreas de luz e sombras na estrutura da figura abaixo, do lado direito, aparece uma ampliação que mostra os detalhes da imagem à esquerda todos os detalhes de variações claro-escuro da informação visual formam o sinal de vídeo, que contém a informação de imagem considera-se primeiramente imagens em branco e preto, ou monocromáticas, já que suas características se mantêm para a reprodução em cores uma imagem de TV em cores possui contornos em branco e preto, com o preenchimento em cores das principais áreas da cena ELEMENTOS DE IMAGEM cada pequena área clara ou escura é um detalhe da imagem ou um elemento de imagem abreviadamente pixel, ou "pel" juntos, estes elementos contêm as informações visuais da cena supondo que se deseja transmitir a imagem composta por uma cruz negra sobre o fundo branco, à esquerda na figura abaixo, para o lado direito a cena é dividida em áreas elementares de branco e preto, como mostrado os elementos de imagem do fundo são brancos, enquanto os que formam a cruz, negros quando cada um destes elementos de imagem é transmitido da esquerda para a direita, mantendo o seu posicionamento e seu grau de claro-escuro, a imagem é transferida
STV 18 AGO 2008 2 VARREDURA HORIZONTAL E VERTICAL a imagem na TV é resultado da varredura de uma série de linhas horizontais, uma após a outra como esta varredura torna possível incluir todos os elementos de uma imagem completa no sinal de vídeo em cada instante de tempo, o sinal de vídeo mostra as variações para um elemento de imagem para exibição de toda a imagem, utilizando-se de um único sinal, os elementos de imagem devem ser varridos em ordem seqüencial no tempo a varredura faz com que o processo de reprodução de uma imagem de televisão seja diferente do utilizado na fotografia, onde a figura completa é reproduzida de uma só vez na TV, a imagem é reconstituída linha após linha, quadro após quadro o fator tempo explica por que a imagem pode às vezes aparecer com uma estrutura de linhas desmanchada ou com os quadros "rolando" para cima ou para baixo na tela a imagem é varrida da mesma forma em que é feita a leitura de um texto ao se percorrer todas as palavras de cada linha, e todas as linhas de uma página começando no topo à esquerda da figura acima, todos os elementos de imagem são varridos em sucessão da esquerda para a direita e de cima para baixo, uma linha por vez chama-se a este método de varredura linear horizontal é utilizado no tubo da câmera para dividir a imagem em elementos, e no tubo de imagem, no receptor, para reconstituir a imagem a ser reproduzida a seqüência para varrer todos os elementos de imagem é a seguinte: o feixe de elétrons percorre uma linha horizontal, passando por todos os elementos de imagem desta linha ao final de cada linha, o feixe retoma rapidamente para a esquerda para iniciar a varredura da próxima linha o tempo de retorno é chamado retraço, durante o qual nenhuma informação visual é obtida, já que tanto o tubo de câmera quanto o de imagem são apagados neste intervalo o retraço deve ser muito rápido porque é tempo perdido em termos de informações visuais quando o feixe atinge o lado esquerdo, sua posição vertical está um pouco mais baixa, de forma que possa repetir o processo para a próxima linha e não o refaça para a mesma isto é feito pelo movimento de varredura vertical do feixe, que ocorre simultaneamente ao horizontal a varredura vertical acaba tornando as linhas horizontais levemente inclinadas para baixo ao atingir o final da tela, o retraço vertical retorna o feixe para o início, e uma nova seqüência de varredura começa
STV 18 AGO 2008 3 LINHAS POR QUADRO o numero de linhas em uma imagem deve ser grande, para que se tenha um grande número de elementos de imagem e, portanto, maiores detalhes outros fatores limitam a escolha e foi fixado em 525 linhas para um quadro no sistema de TV preto e branco adotado nos Estados Unidos e na maioria dos países da América Latina, inclusive no Brasil este é um número ideal para a largura de 6 MHz de um canal de radiodifusão de televisão QUADROS POR SEGUNDO o feixe move-se lentamente para baixo enquanto é feita a varredura horizontal o movimento vertical é necessário para que haja a separação entre as linhas horizontais o processo de varredura horizontal produz linhas da esquerda para a direita, enquanto o vertical distribui as linhas para se completar um quadro o tempo para a varredura completa de um quadro de 525 linhas é 1/30 s as imagens são repetidas com a freqüência de 30 quadros por segundo INFORMAÇÕES NO SINAL DE VÍDEO no sinal de vídeo, as amplitudes da tensão ou corrente variam no tempo, da mesma forma que um sinal de áudio, embora as variações do sinal de vídeo correspondam a informações visuais um exemplo de sinal de vídeo está na figura abaixo supondo-se que este sinal tivesse sido obtido da varredura da imagem na figura da cruz, ele mostraria as informações de branco e preto em linha horizontal ao centro da cruz à esquerda da cruz, a informação é branca por referir-se ao fundo. a seguir, a informação é de preto por um tempo maior, no centro finalmente, a informação é novamente branca até o final da linha, no lado direito o sinal de vídeo é produzido, desta forma, com a varredura das linhas horizontais da imagem o total de 525 linhas forma um quadro são varridas em 1/30 s a seguir os quadros são repetidos à freqüência de 30 Hz 30 Hz corresponde à metade da freqüência da rede de distribuição de energia, que é 60 Hz as amplitudes do sinal de vídeo podem ter polaridades mais positivas para o branco e mais negativa para o preto ou as polaridades opostas, conforme a aplicação de qualquer forma, branco e preto são representados por polaridades opostas no sinal AC de vídeo o sinal de vídeo é reproduzido pelo tubo da câmera de TV, que converte as informações visuais na forma de variações de luz em variações elétricas do sinal de vídeo inclui uma placa de imagem fotoelétrica, para a conversão da luz um feixe de elétrons se move através da placa de imagem e faz a varredura dos elementos de imagem a forma de onda da figura acima é a mesma de um sinal obtido por uma câmera para a reprodução, pode-se pensar no tubo de imagem, que reconstrói a cena em sua tela fluorescente o sinal de vídeo varia a intensidade do feixe de elétrons correspondentemente às informações visuais a máxima corrente de elétrons produz branco o preto corresponde à corrente nula corrente elétrica através das bobinas de deflexão em volta do pescoço do tubo permitem a varredura completa da tela o sinal de vídeo é o meio que permite levar informações visuais de um lugar para outro para tal, é necessário levar o sinal da saída da câmera à entrada do tubo de imagem pode-se utilizar o sinal de vídeo em banda-base, sem a modulação de uma portadora de RF, para pequenas distâncias distâncias maiores requerem sinais modulados em RF
STV 18 AGO 2008 4 A IMAGEM DE CINEMA dispondo-se de todos os elementos de imagem de um quadro, é necessário que se apresente a imagem de forma que o movimento apareça na tela como contínuo e natural nesta característica o sistema de TV se assemelha ao do cinema a figura mostra uma tira de filme de cinema é formada por imagens paradas, com cada quadro diferindo levemente do anterior e cada quadro é projetado individualmente, como uma imagem estacionária a rápida sucessão de quadros é que nos dá a sensação de movimentos contínuos na prática do cinema comercial, 24 quadros são mostrados por segundo durante a projeção do filme um obturador no projetor gira em frente à fonte de luz, permitindo a projeção quando o quadro está na posição correta e impedindo-a enquanto o próximo quadro não for posicionado assim, uma rápida sucessão de cenas paradas aparece na tela PERSISTÊNCIA VISUAL a impressão causada nos olhos por uma luz persiste ainda por uma fração de segundo após a remoção da fonte de luz. se várias vistas são mostradas aos olhos durante esse intervalo de persistência visual, elas serão integradas pelo olho e o observador terá a impressão de estar vendo todas as imagens simultaneamente é esta persistência que toma possível em televisão a exibição de apenas um elemento de imagem por vez se a varredura for feita suficientemente rápida, os elementos de imagens aparecem aos olhos como uma imagem completa além disso, para se ter a sensação de movimento, um número suficiente de imagens completas precisa ser exibido a cada segundo este efeito é obtido tendo-se uma taxa de repetição maior que 16 imagens por segundo a taxa de 24 quadros por segundo, utilizada no cinema, é suficiente para produzir a impressão de movimento na tela
STV 18 AGO 2008 5 CINTILAÇÃO EM IMAGENS DE CINEMA a taxa de 24 quadros por segundo não é suficientemente rápida para fazer o brilho de uma imagem misturar-se suavemente com a próxima quando a tela é escurecida entre dois quadros tem-se uma cintilação luminosa, devido à alternância de luz na tela a situação piora com altos níveis de iluminação no cinema, o problema é resolvido mudando-se 24 quadros por segundo no projetor, mas exibindo-se duas vezes cada quadro, de forma que 48 imagens são exibidas na tela em cada segundo o obturador bloqueia a luz não somente quando cada quadro está sendo mudado mas também uma vez entre eles cada quadro é projetado duas vezes na tela 48 vistas de cena em cada segundo e a tela é escurecida 48 vezes no mesmo intervalo, embora haja apenas os mesmos 24 quadros por segundo como resultado do aumento da freqüência de apagamento elimina-se a cintilação] FREQÜÊNCIAS DE QUADRO E DE CAMPO processo similar ao utilizado em cinema reproduz movimento nas cenas na TV não somente cada imagem é dividida em elementos de imagem como a cena também é rapidamente varrida para gerar quadros com a rapidez suficiente para dar ilusão de ação em vez dos 24 quadros por segundo utilizados em cinema, a freqüência de repetição de quadros é de 30 por segundo, resultando na continuidade de movimentos desejada esta freqüência ainda não é suficiente para evitar as cintilações nos níveis de luz produzidas na tela de imagem a solução é similar à do cinema: cada quadro é dividido em duas partes, de forma que 60 vistas são apresentadas por segundo entretanto, esta divisão em duas partes não pode ser realizada por um oclusor, porque na TV a imagem é reproduzida por um elemento de imagem por vez o mesmo efeito pode ser obtido entrelaçando as linhas horizontais em dois grupos, um deles com as linhas pares e o outro com as ímpares cada um destes grupos é chamado campo a freqüência de repetição dos campos é de 60 por segundo, de forma que dois campos são varridos durante um período de quadro de 1/30s têm-se então 60 vistas por segundo, que é uma freqüência de repetição suficientemente alta para eliminar a cintilação estes valores foram escolhidos nos EUA porque as residências ali são servidas pela rede de distribuição elétrica em 60 Hz dessa forma, a freqüência de campos é igual à da rede de energia em países em que a distribuição de energia elétrica é feita em 50 Hz, a taxa de repetição de quadro é de 25 Hz e, portanto, a freqüência de campos é de 50 Hz FREQÜÊNCIAS DE VARREDURA HORIZONTAL E VERTICAL a freqüência de varredura vertical é a freqüência de campo, ou 60 Hz é com essa freqüência que o feixe de elétrons completa seu ciclo de movimento vertical, desde cima até embaixo e retornando para cima portanto, os circuitos de deflexão vertical da câmera e do monitor de imagem operam a 60 Hz o tempo para varredura vertical de um campo é 1/60 s o numero de linhas horizontais varridas em um campo é metade das 525 linhas de um quadro, já que cada campo contém metade das linhas de um quadro resultam 262,5 linhas para cada campo vertical sendo o período para cada campo 1/60 s e sendo que cada um contém 262,5 linhas, tem-se que o número de linhas por segundo é: 262,5 x 60 = 15.750 considerando-se 525 linhas para pares de campos sucessivos, ou seja, um quadro, pode-se multiplicar a freqüência de quadros de 30 por este valor, obtendo-se as mesmas 15.750 linhas por segundo esta freqüência de 15.750 Hz corresponde à freqüência com a qual o feixe de elétrons faz um ciclo completo de movimento, da esquerda para a direita, retornando à esquerda portanto, os circuitos de deflexão horizontal dos tubos de imagem e de câmera operam a 15.750 Hz